Az agyi stimuláció helyreállíthatja a memóriahiányokat

Noha a kutatási ciklus elején idegtudósok egy csoportja kimutatta, hogy a memória meghibásodásának előrejelzésével adott elektromos stimuláció javíthatja a memória működését.

A Pennsylvaniai Egyetem kutatói szerint ez az első tanulmány, amely kimutatta, hogy az elektromos stimuláció javíthatja az emberi agy memória működését.

Úgy tűnik azonban, hogy az időzítés nagy különbséget jelent, mivel ugyanaz a stimuláció általában zavaróvá válik, amikor az elektromos impulzusok a memória hatékony működésének időszakában érkeznek.

A kutatócsoportba Michael Kahana, a pszichológia professzora és fő kutatója, Youssef Ezzyat, a Kahana laboratóriumának vezető adatkutatója került; és Daniel Rizzuto, a kognitív neuromoduláció igazgatója a Pennnél.

Megállapításaik megjelennek a folyóiratbanJelenlegi biológia.

Szakértők szerint a munka fontos lépés az aktív memória helyreállítása, egy négyéves Védelmi Minisztérium projekt hosszú távú célja felé, amelynek célja a következő generációs technológiák kifejlesztése, amelyek javítják a memória funkcióját a memóriavesztésben szenvedőknél.

A tanulmány fontos összefüggést mutat be a megfelelően időzített mélyagyi stimuláció és annak lehetséges terápiás előnyei között.

Ahhoz, hogy erre a pontra jusson, a Penn csapatának először meg kellett értenie és dekódolnia a jelzési mintákat, amelyek megfelelnek a memória magas és mély funkcióinak.

"Azáltal, hogy gépi tanulási módszereket alkalmazunk az emberi agy széles körében elterjedt helyeken mért elektromos jelekre" - mondta Ezzyat, vezető tanulmány szerzője, "képesek vagyunk azonosítani az idegi aktivitást, amely jelzi, hogy az adott betegnek mikor lesz memóriakódolása."

E modell felhasználásával Kahana csapata megvizsgálta, hogy a stimuláció hatása mennyiben különbözik a gyenge vagy a hatékony memóriafunkció során.

A vizsgálatban idegsebészeti betegek vettek részt epilepszia kezelésében az ország számos létesítményében. A résztvevőket arra kérték, hogy tanulmányozzák és idézzék fel a gyakori szavak listáját, miközben biztonságos szintű agyi stimulációt kapnak.

E folyamat során a Penn-csoport a betegek agyába beültetett elektródák elektromos aktivitását rögzítette a rutin klinikai ellátás részeként. Ezek a felvételek azonosították a sikeres memóriafunkció biomarkereit, olyan aktivitási mintákat, amelyek akkor jelentkeznek, amikor az agy hatékonyan új emlékeket hoz létre.

"Megállapítottuk, hogy amikor az elektromos stimuláció a hatékony memória időszakában érkezik, a memória romlik" - mondta Kahana. "De amikor az elektromos stimuláció rosszul működik, a memória jelentősen javul."

Kahana az agy forgalmi szokásaihoz hasonlítja: az agy stimulálása a biztonsági mentés során helyreállítja a forgalom normális áramlását.

Ha bepillantást nyer ebbe a folyamatba, sokféle beteg életét javíthatja, különösen traumatikus agysérüléssel vagy neurológiai betegségekkel, például Alzheimer-kórral küzdők esetében.

"Az ilyen típusú stimuláción alapuló technológia" - mondta Rizzuto - "jelentős nyereséget produkálhat a memória teljesítményében, de további munkára van szükség ahhoz, hogy a koncepció igazolásáról a tényleges terápiás platformra lépjünk."

A folyamatban lévő kutatások elősegítése érdekében az aktív memória helyreállítása (RAM) nyilvánosan kiadott egy kiterjedt koponyaűri agyrögzítő és stimulációs adatkészletet, amely több mint 1000 óra adatot tartalmazott 150 memóriatevékenységet végző betegtől.

Forrás: Pennsylvaniai Egyetem / EurekAlert